13.3. Запорная арматура
Основное назначение запорной арматуры – перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом. Кроме того, запорную арматуру применяют:
для переключения потока или его части из одной ветви системы в другую;
для дросселирования потока среды, т.е. изменения его расхода, давления и скорости.
Отметим, что такое применение запорной арматуры нежелательно, т.к. в условиях дросселирования запорная арматура быстрее изнашивается из-за эрозии, вибрации и других причин.
Запорная арматура бывает четырех типов:
задвижки – запорный элемент перемещается поперек потока;
вентили – запорный элемент перемещается вдоль потока жидкости без трения о корпус и его детали;
краны – поворотные запорные устройства, уплотнительные поверхности которых во время работы остаются в контакте друг с другом и защищены от рабочей среды;
дисковые поворотные затворы – наиболее простой вид арматуры, имеющий минимальные размеры, габарит и массу.
13.3.1. Задвижки
Задвижка – это запорное устройство, в котором проход перекрывается поступательным движением затвора перпендикулярно движению потока транспортируемой среды. Задвижки широко применяют для перекрытия потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов от 50 мм до 2000 мм при рабочих давлениях 0,4–20 МПа и температуре среды до 450 °С (рис. 13.2–13.5).
Положительными качествами задвижки являются сравнительная простота конструкции и малое гидравлическое сопротивление (по сравнению с вентилями), поэтому в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве запорного устройства – затвора, как правило, пользуются задвижки, а вентили используются лишь при малых Dу. Недостатком задвижек является их относительно большая высота, поэтому в тех случаях, когда затвор должен быть, как правило, закрыт, а открывание производится редко, в целях экономии места при Dу < 200 мм используются вентили.
Рис. 13.2. Задвижка с выдвижным шпинделем сальниковая фланцевая
Рис. 13.3. Задвижка с выдвижным шпинделем сальниковая фланцевая с электроприводом (Завод ОАО «Пензтяжпромарматура»)
Рис. 13.4. Шиберная задвижка (Завод ОАО «Пензтяжпромарматура»)
Рис. 3.5. Задвижка клиновая (ЗКЛ2) Pн 4,0 МПа: 1 – корпус; 2 – клин; 3 – шпиндель; 4 – прокладка; 5 – крышка; 6 – гайка; 7 – шпилька; 8 – набивка сальника; 9 – втулка; 10 – фланец; 11 – гайка; 12 – шпилька; 13 – втулка резьбовая; 14 – маховик; 15 – контргайка; 16 – шпонка
Предприятием ОАО «Тяжпромарматура» выпускаются клиновые задвижки диаметром от 80 до 700 мм.
Шиберные задвижки
Основные преимущества шиберной задвижки:
дренажный трубопровод, находящийся внутри корпуса задвижки, предохранен от повреждений и замораживания в зимнее время;
конструкция седел без нажимного кольца более проста и удобна в случае необходимости ремонта;
съемные уплотнительные кольца после замены не требуют дополнительной механической обработки (меняются заменой старых);
наличие резьбового конца на обводе дренажной трубы дает возможность стыковки к нему депарафинизационных аппаратов, а также отводящих шлангов при продувке подшиберного пространства. Данное отверстие может послужить для замеров протечек задвижки, как, впрочем, и отверстие под спускную пробку в горловине крышки;
быстросъемное хомутовое соединение корпус-крышка занимает меньше времени на разборку-сборку задвижки, чем фланцевое соединение, требующее отворачивания крепежа;
возможность ремонта задвижки без вырезки корпуса из трубопровода. При обратной сборке заведение шибера в корпус происходит за счет расклинивания седел.
В сравнении с другими видами запорной арматуры задвижки имеют следующие преимущества: незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе; отсутствие поворотов потока рабочей среды; возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости; простота обслуживания; относительно небольшая строительная длина; возможность подачи среды в любом направлении.
Наиболее целесообразны и экономически оправданы проектирование и изготовление задвижек с диаметрами условных проходов более 300–400 мм, так как при этом их габаритные размеры и стоимость меньше аналогичных показателей кранов и вентилей.
Недостатки, общие для всех конструкций задвижек, следующие: невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями, небольшой допускаемый перепад давлений на затворе (по сравнению с вентилями), невысокая скорость срабатывания затвора, возможность получения гидравлического удара в конце хода, большая высота, трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей затвора при эксплуатации.